一种P229分馏萃取制备6N级硫酸镍的方法技术

本发明专利技术公开一种P229分馏萃取制备6N级硫酸镍的方法，属于制备高纯硫酸镍的技术领域。以2N～3N工业级硫酸镍水溶液为料液，二(2‑乙基己基)膦酸(简称P229)为萃取剂。由分馏萃取分离NaNi/NiMgCaCoMnCu、分馏萃取分离Na/Ni和分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu组成。分馏萃取分离Na/Ni与分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu串联。顺利实现镍与铜、锰、钴、钙、镁、钠等金属元素的分离，直接制备6N级硫酸镍。镍的收率高达94％～96％。本发明专利技术具有分离产品硫酸镍的纯度高、有价金属元素的收率高、试剂消耗少、工艺流程短、生产成本低等优点。

Method for preparing 6N grade nickel sulfate by P229 fractional extraction

The invention discloses a method for preparing 6N grade nickel sulfate by P229 fractionation extraction, belonging to the technical field of preparing high-purity nickel sulfate. From 2N to 3N industrial grade nickel sulfate solution as liquid material, two (2 ethylhexyl) phosphonic acid (P229) as extractant. Ni/MgCaCoMnCu is separated by fractionation, extraction, separation, NaNi/NiMgCaCoMnCu, fractionation, extraction, separation, Na/Ni, fractionation, extraction. Fractionation, extraction, separation, Na/Ni and fractionation, extraction, separation, Ni/MgCaCoMnCu, tandem. The separation of nickel, copper, manganese, cobalt, calcium, magnesium, sodium and other metal elements was carried out, and nickel sulfate 6N was prepared directly. The yield of nickel is up to 94% ~ 96%. The present invention has the advantages of high purity of nickel sulfate for separating products, high yield of valuable metal elements, less reagent consumption, short process flow and low production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种P229分馏萃取制备6N级硫酸镍的方法
本专利技术涉及一种P229分馏萃取制备6N级硫酸镍的方法，具体涉及以2N～3N工业级硫酸镍水溶液为料液，P229为萃取剂，分馏萃取实现镍与铜、锰、钴、钙、镁、钠等金属元素的分离，直接制备6N级硫酸镍方法。本专利技术属于制备高纯硫酸镍的

技术介绍
随着科学技术的日益发展，对高纯镍产品的需求日益增加。6N(99.9999％)级硫酸镍不仅是重要的高纯镍产品，而且是制备其他高纯镍产品的基础原料之一。2009年，申请号为200910096246.2的中国专利提出采用：1)双氧水氧化、碳酸钠中和除去硫酸镍溶液铁；2)钠皂化P204为萃取有机相，逆流萃取除去钴、锰、钙、锌等金属杂质；4)钠皂化P507为萃取有机相，逆流萃取除去镁；水相为电子级硫酸镍。2012年，申请号为201210120101.8的中国专利提出采用：1)氧化剂氧化沉淀法除去硫酸镍溶液中的铁和砷；2)氟化钠沉淀法除去钙和镁；3)皂化P204或P507为萃取有机相，逆流萃取除去铜和锌；4)钠皂化P204或P507为萃取有机相，逆流萃取镍，纯硫酸镍洗脱除去钠；硫酸逆流反萃获得纯净硫酸镍溶液。2012年，申请号为201280057314.4的中国专利提出采用：1)硫化工序，在硫酸镍溶液中加入硫化物将镍沉淀为硫化镍；2)再溶解工序，在硫化镍浆料中添加氧化剂，溶解硫化镍获得镍溶液；3)净液工序，中和沉淀镍溶液中铁；4)溶剂提取工序，以酸性磷(膦)类试剂为萃取剂，逆流萃取分离除去钴和镁，获得纯净硫酸镍溶液。2013年，申请号为201310179383.9的中国专利提出采用：1)铜萃取剂萃取分离除去硫酸镍溶液中的铜；2)氧化-水解沉淀法除去铁和砷；3)化学沉淀法除去钙和镁；3)皂化P204或P507萃取剂逆流萃取除去铅、锌、锰、铁等杂质，4)皂化P204或P507萃取有机相，逆流萃取镍，纯硫酸镍洗脱除去钠；硫酸逆流反萃获得纯净硫酸镍溶液。不难看出，现有制备纯净硫酸镍的方法，不但存在工艺流程长、设备复杂、生产成本高等缺点，而且硫酸镍的纯度均没有达到6N级(最好现有技术方法也仅能达到4N级)。如果欲将硫酸镍的纯度提高至6N级，还需要进一步的分离提纯。由此可知，目前尚无2N～3N工业级硫酸镍制备6N级硫酸镍的方法。就制备6N级硫酸镍而言，技术难点在于分离除去镍原料中的铜、锰、钴、钙、镁和钠六种金属杂质元素。本专利技术针对现有技术所存在的关键技术问题，建立了一种快速、简便、高效的分离工业硫酸镍溶液中铜、锰、钴、钙、镁、钠等杂质的方法，直接制备6N级硫酸镍。
技术实现思路
本专利技术一种P229分馏萃取制备6N级硫酸镍的方法针对现有制备高纯级硫酸镍的诸多缺点，提供一种直接从2N～3N工业级硫酸镍料液中制备6N级硫酸镍的方法。本专利技术以2N～3N工业级硫酸镍水溶液为料液，二(2-乙基己基)膦酸(简称P229)为萃取剂，由分馏萃取分离NaNi/NiMgCaCoMnCu、分馏萃取分离Na/Ni和分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu组成；分馏萃取分离Na/Ni与分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu串联，分馏萃取分离Na/Ni的出口有机相负载镍的有机相作为分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu的萃取有机相，分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu的出口水相6N级硫酸镍作为分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu的洗涤剂；从而实现镍与铜、锰、钴、钙、镁、钠等金属元素的分离，直接制备6N级硫酸镍方法。技术方案具体如下：1)分馏萃取分离NaNi/NiMgCaCoMnCu以镍钠皂化P229有机相为萃取有机相，2N～3N工业级硫酸镍水溶液为料液，1.5mol/LH2SO4为洗涤酸。镍钠皂化P229有机相从第1级进入NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系，2N～3N工业级硫酸镍水溶液从进料级进入NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系，1.5mol/LH2SO4洗涤酸从最后1级进入NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系。NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的萃取段实现NaNi/MgCaCoMnCu分离，洗涤段实现Na/NiMgCaCoMnCu分离。从NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的第1级出口水相获得NiSO4和Na2SO4混合物水溶液，用作分馏萃取分离Na/Ni的料液。从NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载NiMgCaCoMnCu有机相，用作分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu的料液。所述的镍钠皂化P229有机相为萃取剂P229的磺化煤油溶液，萃取剂P229浓度为0.5mol/L～1.5mol/L；使用时采用NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的第1级出口水相获得NiSO4和Na2SO4混合物水溶液进行镍钠皂化，皂化率为30％～40％。所述的2N～3N工业级硫酸镍水溶液为含有硫酸镍的水溶液，其组成为：Ni100g/L～120g/L，Na0.001g/L～0.01g/L，Mg0.025g/L～0.25g/L，Ca0.015g/L～0.15g/L，Co0.006g/L～0.06g/L，Mn0.005g/L～0.05g/L，Cu0.002g/L～0.02g/L，pH＝3.0～4.5。2)分馏萃取分离Na/Ni以氨皂化P229有机相为萃取有机相，NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的第1级出口水相获得NiSO4和Na2SO4混合物水溶液为料液，分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu第1级出口水相获得6N级硫酸镍NiSO4的水溶液为洗涤剂。氨皂化P229有机相从第1级进入Na/Ni分馏萃取体系，NiSO4、Na2SO4和(NH4)2SO4混合物水溶液从进料级进入Na/Ni分馏萃取体系，6N级硫酸镍NiSO4洗涤剂从最后1级进入Na/Ni分馏萃取体系。从Na/Ni分馏萃取体系的第1级出口水相获得Na2SO4和(NH4)2SO4混合物水溶液，用于回收硫酸铵。从Na/Ni分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得镍皂化P229有机相(即负载镍的P229有机相)，用作分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu的萃取有机相。所述的氨皂化P229有机相为萃取剂P229的磺化煤油溶液，萃取剂P229浓度为0.5mol/L～1.5mol/L；使用时须进行氨皂化，皂化率为30％～40％。3)分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu以Na/Ni分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得的镍皂化P229有机相为萃取有机相，从NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载NiMgCaCoMnCu有机相为料液，1.5mol/LH2SO4为洗涤酸。镍皂化P229有机相从第1级进入Ni/MgCaCoMnCu分馏萃取体系，负载NiMgCaCoMnCu有机相从进料级进入Ni/MgCaCoMnCu分馏萃取体系，1.5mol/LH2SO4洗涤酸从最后1级进入Ni/MgCaCoMnCu分馏萃取体系。从Ni/MgCaCoMnCu分馏萃取体系的第1级出口水相获得6N级硫酸镍NiSO4的水溶液，浓缩结晶获得硫酸镍。从Ni/MgCaCoMnCu分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载MgCa本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术一种P229分馏萃取制备6N级硫酸镍的方法，其特征在于：以2N～3N工业级硫酸镍水溶液为料液，P229为萃取剂；由分馏萃取分离NaNi/NiMgCaCoMnCu、分馏萃取分离Na/Ni和分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu组成；分馏萃取分离Na/Ni与分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu串联；方法具体如下：1)分馏萃取分离NaNi/NiMgCaCoMnCu以镍钠皂化P229有机相为萃取有机相，2N～3N工业级硫酸镍水溶液为料液，1.5mol/L H2SO4为洗涤酸；镍钠皂化P229有机相从第1级进入NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系，2N～3N工业级硫酸镍水溶液从进料级进入NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系，1.5mol/L H2SO4洗涤酸从最后1级进入NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系；NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的萃取段实现NaNi/MgCaCoMnCu分离，洗涤段实现Na/NiMgCaCoMnCu分离；从NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的第1级出口水相获得NiSO4和Na2SO4混合物水溶液，用作分馏萃取分离Na/Ni的料液；从NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载NiMgCaCoMnCu有机相，用作分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu的料液；所述的镍钠皂化P229有机相为萃取剂P229的磺化煤油溶液，萃取剂P229浓度为0.5mol/L～1.5mol/L；使用时采用NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的第1级出口水相获得NiSO4和Na2SO4混合物水溶液进行镍钠皂化，皂化率为30％～40％；所述的2N～3N工业级硫酸镍水溶液为含有硫酸镍的水溶液，其组成为：Ni 100g/L～120g/L，Na 0.001g/L～0.01g/L，Mg 0.025g/L～0.25g/L，Ca 0.015g/L～0.15g/L，Co 0.006g/L～0.06g/L，Mn 0.005g/L～0.05g/L，Cu 0.002g/L～0.02g/L，pH＝3.0～4.5；2)分馏萃取分离Na/Ni以氨皂化P229有机相为萃取有机相，NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的第1级出口水相获得NiSO4和Na2SO4混合物水溶液为料液，分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu第1级出口水相获得6N级硫酸镍NiSO4的水溶液为洗涤剂；氨皂化P229有机相从第1级进入Na/Ni分馏萃取体系，NiSO4、Na2SO4和(NH4)2SO4混合物水溶液从进料级进入Na/Ni分馏萃取体系，6N级硫酸镍NiSO4洗涤剂从最后1级进入Na/Ni分馏萃取体系；从Na/Ni分馏萃取体系的第1级出口水相获得Na2SO4和(NH4)2SO4混合物水溶液；从Na/Ni分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得镍皂化P229有机相，用作分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu的萃取有机相；所述的氨皂化P229有机相为萃取剂P229的磺化煤油溶液，萃取剂P229浓度为0.5mol/L～1.5mol/L；使用时须进行氨皂化，皂化率为30％～40％；3)分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu以Na/Ni分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得的镍皂化P229有机相为萃取有机相，从NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载NiMgCaCoMnCu有机相为料液，1.5mol/L H2SO4为洗涤酸；镍皂化P229有机相从第1级进入Ni/MgCaCoMnCu分馏萃取体系，负载NiMgCaCoMnCu有机相从进料级进入Ni/MgCaCoMnCu分馏萃取体系，1.5mol/L H2SO4洗涤酸从最后1级进入Ni/MgCaCoMnCu分馏萃取体系；从Ni/MgCaCoMnCu分馏萃取体系的第1级出口水相获得6N级硫酸镍NiSO4的水溶液，浓缩结晶获得硫酸镍；从Ni/MgCaCoMnCu分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载MgCaCoMnCu有机相，以3mol/L HCl为反萃酸6级逆流反萃，反萃出口水相为含有铜、锰、钴、镁和钙的混合氯化物水溶液；经过反萃之后，有机相再生为P229磺化煤油溶液，返回皂化段，形成工艺循环；所述的6N级硫酸镍NiSO4的水溶液，其组成为：Ni 87.59g/L～88.03g/L，Na 0.00000032g/L～0.0000016g/L，Mg 0.0000021g/L～0.000018g/L，Ca 0.0000013g/L～0.0000093g/L，Co 0.0000011g/L～0.0000037g/L，Mn0.00000059g/L～0.0000026g/L，Cu 0.00000037g/L～0.0000...

【技术特征摘要】
1.本发明一种P229分馏萃取制备6N级硫酸镍的方法，其特征在于：以2N～3N工业级硫酸镍水溶液为料液，P229为萃取剂；由分馏萃取分离NaNi/NiMgCaCoMnCu、分馏萃取分离Na/Ni和分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu组成；分馏萃取分离Na/Ni与分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu串联；方法具体如下：1)分馏萃取分离NaNi/NiMgCaCoMnCu以镍钠皂化P229有机相为萃取有机相，2N～3N工业级硫酸镍水溶液为料液，1.5mol/LH2SO4为洗涤酸；镍钠皂化P229有机相从第1级进入NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系，2N～3N工业级硫酸镍水溶液从进料级进入NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系，1.5mol/LH2SO4洗涤酸从最后1级进入NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系；NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的萃取段实现NaNi/MgCaCoMnCu分离，洗涤段实现Na/NiMgCaCoMnCu分离；从NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的第1级出口水相获得NiSO4和Na2SO4混合物水溶液，用作分馏萃取分离Na/Ni的料液；从NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的最后1级出口有机相获得负载NiMgCaCoMnCu有机相，用作分馏萃取分离Ni/MgCaCoMnCu的料液；所述的镍钠皂化P229有机相为萃取剂P229的磺化煤油溶液，萃取剂P229浓度为0.5mol/L～1.5mol/L；使用时采用NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的第1级出口水相获得NiSO4和Na2SO4混合物水溶液进行镍钠皂化，皂化率为30％～40％；所述的2N～3N工业级硫酸镍水溶液为含有硫酸镍的水溶液，其组成为：Ni100g/L～120g/L，Na0.001g/L～0.01g/L，Mg0.025g/L～0.25g/L，Ca0.015g/L～0.15g/L，Co0.006g/L～0.06g/L，Mn0.005g/L～0.05g/L，Cu0.002g/L～0.02g/L，pH＝3.0～4.5；2)分馏萃取分离Na/Ni以氨皂化P229有机相为萃取有机相，NaNi/NiMgCaCoMnCu分馏萃取体系的第1级出口水相获得NiSO4和Na2SO4混合物水溶液为料液，分馏萃取分离Ni/M...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟学明，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36